基于VIC模型的三峡库区流域小时尺度实时洪水预报

VIC模型在流域面积大于3 000 km^(2)的大型流域日或月尺度洪水模拟中表现出良好的适用性,而在大型流域小时尺度实时洪水预报过程中的适用性尚未得到验证。以三峡库区大型流域为例,通过建立小时尺度VIC分布式洪水预报模型,构建三峡库区流域实时滚动洪水预报方案,将VIC分布式洪水预报模型实地化部署并应用于2022及2023年三峡库区实时洪水预报。结果表明:VIC模型应用于2014—2021年三峡库区各子流域历史洪水模拟,率定期和验证期的洪量、洪峰平均合格率均在80%以上,确定性系数均值在0.70以上,构建的VIC分布式洪水预报模型在三峡库区及其子流域洪水模拟中表现出良好的适用性;在2022及2023年三峡库区4场典型洪水的实时洪水预报中,径流深和洪峰的平均相对误差达到16.3%和5.0%,重点产流区产流量平均相对误差为7.8%,能够准确把握库区重点产流区的洪量及来水过程,因此VIC模型在大型流域小时尺度实时洪水预报中具有较大的应用潜力。

长江流域极端降水特征时空变化分析

基于长江流域224个气象站点1960—2018共59 a的日降水数据,采用Mann-Kendall(M-K)趋势检验、线性拟合方法分析长江流域极端降水时间变化特点;确定长江流域最适用于广义极值分布(Generalized Extreme Value Distribution, GEV)参数估计的方法,分析GEV尾部特征,解析长江流域极端降水空间特征。结果表明:(1)长江流域的极端降水总体上呈上升趋势,呈上升趋势地区主要是长江中下游区域,极端降水量增长速率最快的站点主要分布在长江下游,长江中下游流域极端降水量可能在未来会进一步增长,暴雨洪水发生频率可能会提高;(2)L-Moment方法更适用于估计GEV分布参数,对于降水量较大的极端降水序列,L-Moment的稳定性更高,极端降水极值序列分布为Fréchet的站点占比约为70%,表明长江流域大部分站点极端降水极值分布厚尾特征明显,极端降水量波动较大;(3)长江流域极端降水在不同重现期水平下呈现出明显的空间分布差异,不同极端降水序列的极端降水量均呈现出从上游到下游逐渐递增的趋势,长江中下游极端降水量增速快,波动大,不同重现期降水量更大。因此,长江中下游的防洪能力需要进一步加强。

长江上游流域水文条件变化下的三峡水库综合运用

近些年长江上游流域干支流水文条件发生了较大变化,上下游航运、下游供水保障、泥沙减淤、生态调度以及库区地质灾害治理也对三峡水库综合利用提出更高要求。在总结试验蓄水期以来三峡水库综合运用调度实践的基础上,针对新形势下各种调度约束和需求,提出了三峡水库优化水库蓄水和消落进程、加强实施汛期中小洪水优化调度,以及多库联合调度等改进建议,对保障三峡水库综合效益的发挥具有十分重要的意义。

三峡电站中长期发电计划计算方法研究

基于对三峡发电量影响因素的分析,提出了较为符合实际中长期发电计划的计算方法,有助于提高发电计划制作的合理性、科学性、准确性,为正常运行期三峡水库发电的合理优化调度提供参考依据。

三峡水库汛前消落期优化调度方式研究

近年来,随着上游大型水利水电工程的陆续建成,三峡水库汛前消落期入库流量较多年平均值有明显增加。随着科学技术和社会经济的发展,为充分发挥三峡电站的发电效益,提高水能利用率,根据丰、平、枯频率来水及历史水文资料,研究分析三峡水库汛前消落调度方式,提出在各种来水条件下的较优调度方式。

长江三峡水库消落期供水需求调度分析及对策

在长江三峡水库的供水及消落期,出现了发电、供水、航运、两湖地区防洪和地质灾害治理诸多问题,为此,提出了补水调度、生态调度、电网应急保电及库尾减淤调度等措施,以满足三峡水库消落期的供水需求。

基于短中期水文预报的三峡水库优化调度运用

准确、及时的水文预报是水库优化调度的基础和技术支撑,是科学化、精细化调度的保障。目前三峡水库预报范围已覆盖长江上游流域78万km2,一周以内的短中期水文预报成果准确、可靠。总结了试验蓄水期以来三峡水库基于短中期水文预报的各种优化调度实践,可为其他水库调度提供借鉴。

三峡电站进一步挖潜增发途径探讨

三峡工程是长江流域骨干控制性工程,具有防洪、发电、航运、供水等综合效益,2015年即将面临全面竣工验收。近些年来,三峡水库来水来沙发生较大变化,同时水库综合利用需求越来越高,为了适应新的变化,三峡水库调度方式在2009年国务院批复的"三峡水库优化调度方案"基础上不断优化改进完善,三峡水库综合效益尤其是发电效益得到充分发挥。在总结试验蓄水期以来三峡电站节水增发优化调度经验的基础上,分析了进一步挖潜增发的可行措施及效益。

金沙江下游水风光储联合调度技术研究与展望

金沙江下游水风光资源禀赋,是中国未来重点建设的千万千瓦级清洁能源基地,相较于国内普遍研究的百万千瓦量级,金沙江下游清洁能源基地多能互补系统规模势必愈加庞大、结构愈加复杂、调度要求愈加精细化,因此资源高效利用面临大规模风光资源如何规划和接入、新能源间歇性时空发电规律如何描述、大规模多能互补系统长中短期运行如何协调等一系列新问题、新挑战。围绕金沙江下游水风光储系统实际规划和运行,阐明了水风光资源分布特性和多时空尺度互补性分析、清洁能源基地复杂系统多源信息监测感知、巨型电站群智能调度等现行的解决思路与方法。深入剖析了大规模风光电站、储能接入对流域梯级、电网的影响,在风光发电系统特性及描述、大规模风光储接入、水风光长中短期综合预报、水库群多维度精细化协同调度、多能互补系统多时空尺度调度运行方式等方面系统提炼了流域水风光储互补调度的技术难点与解决途径。建议从水库群多维度精细化协同调度、多耦合的流域水风光长中短期综合预报、水资源耦合系统动力学适应性调控建模、流域水风光抽蓄多能互补系统多时空尺度调度运行方式4个方面加强技术手段研究。研究成果可有力支撑金沙江下游数千万千瓦级清洁能源高效利用,助力国家“双碳”目标实现。

三峡水库蓄水方式的优化设计研究

随着科学技术和社会经济的发展以及自然条件的变迁,初步设计制订的三峡水库运行方式已经不能适应要求。为此,分析比较了7种来水条件在不同蓄水方式下的三峡电站电量,综合考虑防洪、航运、电网运行等要求,提出目前可行的优化设计方案。今后可在此基础上继续深入全面研究,进一步提前蓄水开始时间和加快蓄水进度。

三峡水库航运流量补偿调度效益

三峡水库在枯水季节(简称"枯季")为下游航运实施流量补偿调度是三峡工程主要设计任务之一。依据初步设计,三峡水库自2006年汛末进入初期运行期以来,开始承担大坝下游航运流量补偿任务,实际运行过程中,根据上游来水情况,充分利用水库调节库容实施航运流量补偿调度。本文对三峡水库蓄水发电以来枯季航运补偿运用进行了分析总结,提出了今后枯季水库运用中应注意的问题。

梯级水电站水光互补系统调峰运行方式研究

针对梯级流域涉及电站数量较多,光伏出力的随机性和不确定性等问题,提出了一种能够考虑机组负荷分配的水电调峰模型。首先,以调峰效益最大为目标,构建了一种水光互补的梯级水电站调峰模型;然后,根据所得梯级电站群日内发电曲线,构建基于调峰模式下的梯级水电站负荷分配模型;最后,针对梯级水电站枯期时对比分析了3种场景下以调峰效益最大模型的水光互补系统调峰优化结果,验证了模型的合理性与有效性。

金沙江干流梯级水电站水库群长期优化调度

以金沙江干流梯级水电站水库群为研究对象,建立了金沙江梯级水电站水库群兼顾保证出力要求的以发电量最大为目标的长期优化调度模型;考虑水电系统的调峰要求,建立了金沙江梯级发电量最大长期优化调度模型。均用逐次逼近动态规划法求解,结果表明,调峰系数不同对梯级水电站发电效益及运行方式有明显影响。

三峡水库入库洪水与坝址洪水关系研究

三峡水库自2003年蓄水以来,库区的产汇流规律及径流特性发生了较大改变。为科学调度三峡水库,充分发挥其综合效益,对比了其入库洪水和坝址洪水的差异,并从洪峰、洪量及峰现时间3个方面分析了两者之间的关系。在此基础上,通过线性回归法,从洪峰、3 d洪量以及7 d洪量3个方面分析了入库洪水和坝址洪水的相关关系。结果显示,相关关系都在0.9以上,表明相关关系较好。

长江上游水库群调蓄对三峡水库流量预报的影响分析

随着长江上游水利工程的不断兴建投运,上游水库的调度运行对三峡入库流量预报的影响也越来越大。为了提高三峡水库流量预报精度,结合上游主要大型水库的调度规则,分析了上游水库兴建前后,三峡入库流量年内变化情况;结合长江上游关键水库的典型调度过程,重点分析了对三峡短期入库流量预报的影响;结合分析结果,提出了提高预报精度的方法和改进措施,为提高三峡水库入库流量预报的精度和更好地发挥三峡工程的综合效益服务。

金沙江梯级水电站发电长期优化调度研究

本文以金沙江干流梯级水电站为研究对象,建立了金沙江梯级水电站兼顾保证出力要求的以发电量最大为目标的单库优化联合调度和梯级优化联合调度2种长期优化调度模型,利用动态规划和逐次逼近动态规划方法求解,结果显示考虑上下游水力联系和电力补偿的梯级优化联合调度的效果更好。

长江三峡水库建库以来来水变化及原因分析

对三峡水库建成以来,长江上游流域水文径流特性发生的巨大变化进行了分析,结果表明,三峡水库年来水量呈现减少趋势,年内分配整体呈现平均化趋势。分析其原因,主要受年降水量减少、上游流域陆续新建大批水利工程、上游流域水库群调蓄的影响。

溪洛渡、向家坝、三峡和葛洲坝坝址设计径流复核分析

为更好地编制溪洛渡、向家坝、三峡和葛洲坝电站发电计划,指导水库调度,针对坝址设计来水进行复核分析。根据长江上游25个控制性水库的位置及水文站网分布,对各依据水文站1959~2014年的旬径流系列进行了统计分析、插补延长、还原计算,推求得到了各坝址处的径流过程。其中溪洛渡和向家坝坝址多年平均年径流量与可研成果基本相同;三峡和葛洲坝坝址多年平均年径流量为4290亿m^(3),因近年向家坝至三峡区间来水偏少,计算较初设偏小约4.9%。综合分析认为,本次研究成果较为合理。

雅砻江和金沙江中下游梯级水库联合优化调度建模及应用Ⅰ——联合优化调度潜力分析

梯级水库群优化调度涉及联合建模、高效求解、规则提取、效益评估等多方面内容。以雅砻江和金沙江中下游梯级水库联合优化调度为主要目标,在水库群联合调度建模的基础上,引入大系统分解协调与离散微分动态规划方法进行优化求解,并设计多种方案进行效益分析。研究表明,联合优化调度相较于各水库单独调度发电量均有所增加,发电总量平均增大2.8%,尤其在来水偏丰年份,水库群联合优化对发电量提升效果显著。其中,金沙江下游梯级增发电量平均占总体增发电量的70%以上,在发电总量较低的年份,金沙江下游梯级增发电量基本等于三流域总体增发电量,展现了金沙江下游梯级库容大、水头高、调蓄能力强的巨大优势。同时,金沙江中游和金沙江下游联合优化发电量大于雅砻江和金沙江下游联合优化发电量,若能通过投资并购、调度补偿等多种形式,探索形成金沙江下游梯级与金沙江中游梯级联合优化调度模式具有重要意义。

三峡水库入库流量短期洪水预报

本文对三峡水库入库流量实时短期洪水预报从预报流域站网布设、预报系统构建、水文预报方法选用、实时预报管理等几个方面进行了分析和阐述。并对三峡水库建成以来及2010年几场洪水实时预报成果进行了总结分析。